[发明专利]一种双熔盐太阳能热发电传热蓄热系统

说明书

技术领域

本发明专利是一种用于聚光太阳能热发电系统的传热蓄热系统，是一种间接蓄热，直接传热的新型基于聚光太阳能热发电的传热蓄热系统，所实现的功能满足太阳能热发电系统有关传热蓄热的要求，同时提高了系统效率、减小系统安全隐患，特别适合大规模太阳能热利用领域，尤其是基于熔盐的聚光太阳能热发电系统。

背景技术

由于能源危机及大气污染，世界各国加大了对太阳能研究开发的投入，太阳能热水、太阳能建筑、太阳能光伏发电、太阳能热发电等项目发展迅速，规模逐渐扩大。太阳能热发电系统主要有4种类型：槽式、塔式、碟式以及线性菲涅耳形式。目前，常规太阳能热发电系统是利用反射镜将太阳光反射聚焦至集热器上，由集热器将聚集的太阳辐射能转变为热能并传至集热器内工质，被加热的工质可以直接蒸发(如水)产生动力来推动发电设备发电或通过相应的换热设备将热能传至蓄热系统和蒸汽动力系统。

由于直接用水作为传热做功工质存在系统水力动力设计上的复杂性，以及蓄热方面的困难，所以当前太阳能热发电系统一般用合成油或熔盐作为传热蓄热工质，再通过与蒸汽发生器换热产生适合相应汽轮发电机组的动力蒸汽。由此可以看出，太阳能热发电系统的中间传热蓄热系统的设计至关重要。

用合成油作为传热蓄热工质是常用的方法，但是合成油价格昂贵，寿命短，使用的上限温度低于400℃，不利于整体系统性能的提高，并且管路还将承受十几个大气压的压力，这些不利因素导致新型工质的研发与使用。

熔融盐作为传热蓄热工质是一种很好的选择，可以将镜场输出温度提高到450-500℃，使动力循环效率大于40%，蓄热温差大于2.5倍。但是目前该类应用的是常规的二元盐(NaNO₃,KNO₃)，该盐熔点高，易凝结冻堵，给系统带来了巨大的安全隐患。

发明专利内容

针对现有的传热蓄热系统的缺点，本发明提出了利用低温熔点的熔融盐作为聚光镜场集热器的传热工质，利用廉价的二元盐作为蓄热以及蒸汽发生传热工质这样一种系统设计结构，可以使整体系统安全、廉价、高效。

本发明专利的目的在于提供了一种用于太阳能热发电系统的传热蓄热设计结构，可用于当前槽式、塔式、线性菲涅耳等聚光太阳能热发电系统，可以提高系统的安全性、改善系统的性能、兼顾系统成本问题。

本发明专利设计了基于低熔点熔融盐的新颖的盐盐蓄热传热系统，在蓄热及蒸汽发生器换热结构中直接采用普通廉价的二元盐作为工质，这样就形成了新型的盐盐蓄热、传热系统。

本发明采用如下技术方案：

一种双熔盐太阳能热发电传热蓄热系统，其包括有基于低熔点熔盐的镜场传热装置和基于廉价熔盐的直接双罐蓄热传热装置；

所述的基于低熔点熔盐的镜场传热装置中，缓冲罐9设有注入低熔点熔盐的注盐口，缓冲罐9内置有将低熔点熔盐进行加热融化的电加热，融化后的低熔点熔盐经熔盐泵1从缓冲罐9抽出，通过阀门V11进入聚光镜场，在聚光镜场中吸收太阳能后，低熔点熔盐升温至500℃，经由阀门V12，阀门V15进入盐盐换热器，与普通二元盐在盐盐换热器中换热降温后流入缓冲罐9，完成工质的集热，传热循环；所述阀门V12为双向阀，所述阀门V15为止回阀。

铂电阻温度传感器T1，铂电阻温度传感器T2安装于镜场的入口和出口处用于检测镜场进出口的温度，根据镜场进出口的温度来调节熔盐泵1的转速，流量计F1安装于阀门V12和阀门V15之间；流量计F1作为熔盐泵1转速控制的反馈，流量计F1最终精确控制镜场出口熔盐的温度；缓冲罐9中安装有液位传感器L1和温度传感器铂电阻T3，用于检测缓冲罐9的液位与温度；缓冲罐9通过阀门V13与真空泵11相连，阀门V13与缓冲罐9之间还安装有用于限制缓冲罐9加热过程中的压力的限压阀V14，真空泵11与阀门V13用于缓冲罐9的检测排空。